Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Geheimnis der Perlmutt-Bildung entschlüsselt

18.08.2009
Werkstoff mit sensationellen Materialeigenschaften

Die schillernde Oberfläche von Perlen und das Innere von Muscheln und Schnecken faszinieren Schmuckliebhaber und Materialforscher gleichermaßen.

Nun haben japanische Wissenschaftler um Hiromichi Nagasawa von der Universität Tokio entdeckt, dass die beiden Proteine Pif 80 und Pif 97 für die Bildung von Perlmutt verantwortlich sind. Das berichten die Forscher im Wissenschaftsmagazin Science. Den Forschern ist es sogar gelungen, Perlmutt in einem einfachen Versuch wachsen zu lassen.

Bekannt war den Forschern, dass Perlmutt ein Verbundmaterial aus Calciumcarbonat und organischem Material ist. Bisher war allerdings nicht klar, welche Proteine der Weichtiere bei der Entstehung dieses Material eine Rolle spielen. Mit einem Trick ist es den Forschern gelungen, das wesentliche Protein zu entschlüsseln. Die Forscher infizierten die Perlenauster mit einem gentechnisch veränderten Virus, das die Zahl der perlmuttbildenden Proteine reduzierte. Daraufhin erzeugte die Auster keine Perlen mehr. "Das ist eine wirklich fundamentale Entdeckung", meint der Wissenschaftler Nils Kröger von der School of Chemistry and Biochemistry am Georgia Institute of Technology.

Die japanischen Forscher haben Perlmutt mit destilliertem Wasser und Goldpartikel mit Antikörpern gewaschen und sind so auf die beiden neuen Proteine gestoßen. Pif 97, so glauben die Forscher, sorgt dafür, dass die Unterlage zur Perlmuttentstehung durch die Bildung von Chitin vorbereitet wird. Pif 80 bindet Kalzium und Bicarbonat an das Chitin und sorgt schließlich für die Vollendung des Perlmutts. Nagasawa konnte einheitliche Kristalle auf einem Aragonit zwischen einem Glasplättchen und einer darauf aufgetragenen Chitinschicht wachsen lassen. Die Orientierung der Kristalle entsprach genau der eines Weichtieres zwischen dem Mantel und der äußeren Kalkschale.

Obwohl die Entdeckung der beiden Proteine eine wesentliche Rolle bei der Bildung der Perlmuttschichten spielten, sind weitere Forschungsarbeiten nötig, um den gesamten Vorgang zu verstehen. "Die Identifizierung der beiden Proteine ist wirklich eine tolle Leistung", meint die Physikerin Monika Fritz vom Institut für Biophysik der Universität Bremen im pressetext-Interview. Fritz beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit der Erforschung von Perlmutt als Vorbild für neue Werkstoffe. "Der große Vorteil von Perlmutt ist dessen Schichtaufbau, der bewirkt, dass das Material gleichzeitig leicht, aber auch belastbar und widerstandsfähig ist. Damit ist Perlmutt bestehenden künstlichen Keramiken und Verbundstoffen überlegen", erklärt die Forscherin. Das sensationelle am Perlmutt, einer Polymer-Keramik-Verbindung sei zudem auch, dass es gegenüber Keramiken zahlreiche Vorteile besitze. "Perlmutt zeichnet sich durch eine hohe mechanische Stabilität und Biegefestigkeit aus, es entsteht in einem Selbstorganisationsprozess und läuft bei Raumtemperatur ab."

Perlmutt würde sich etwa zur Beschichtung von Schiffsrümpfen eignen, aber auch zur Herstellung synthetischer Verbundmaterialien. Vom Experiment der japanischen Forscher Perlmutt zu züchten, hält Fritz nicht viel. "Diese Methode ist stark verbesserungsfähig", so die Forscherin.

Wolfgang Weitlaner | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.mse.gatech.edu
http://www.uni-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Ventile für winzige Teilchen
23.05.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Advanced Materials: Glas wie Kunststoff bearbeiten
18.05.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Ansatz im Kampf gegen Prostatakrebs entdeckt

24.05.2018 | Medizin Gesundheit

Konventionelle Antibiotika-Therapie ergänzen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Vom Stroh zum Energieträger: Eintopf-Rezept für Wasserstoffgewinnung

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics